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《大数据技术》教学大纲

课程

英文名

BigDataTechnology

课程代码

03M0259

学分

2.0

总学时

32

理论学时

20

实验学时

0

上机学时

12

实践学时

0

课程类别

学科基础

课程性质

任选

先修课程

Java程序设计

适用专业

人工智能

开课学院

信息工程学院

执笔人

汪晓锋

审定人

制定时间

2025年1月

注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业教育课；课程性质是指必修/限选/任选。

一、课程地位与课程目标

（一）课程地位

大数据技术是人工智能专业开设的一门专业选修课，是对学生前期学习的机器学习等课程的深化于拓展。本课程在人才培养体系中起到巩固和提升学生数据分析能力的作用，使其能够应对实际应用中的大规模数据处理挑战。本课程旨在培养学生对大数据的采集、存储、处理、分析和挖掘的能力。通过本课程的学习，学生能够理解大数据在人工智能决策支持中的关键作用，提升解决复杂现实问题的能力，进而在专业人才培养体系中形成数据处理与分析的核心竞争力，为未来的科研创新和职业发展奠定坚实的基础。因此，本课程在培养学生的综合应用能力、科研创新精神以及适应未来数据驱动型职场环境方面发挥着关键作用。

（二）课程目标

通过学习大数据技术，学生将掌握在人工智能领域中进行高效数据管理、处理和分析的技能，这对于学生将理论知识转化为解决复杂问题的实践能力至关重要。课程的总体目标是让学生掌握大数据分析的基本理论、技术，了解大数据技术的典型应用场景、掌握如何分析数据、处理数据、解决相关问题的能力。具体地，通过本课程的学习，应达到下列预期学习效果（ILO，IntendedLearningOutcomes）：

1、ILO-1:了解大数据的基本概念、特点、应用场景和发展趋势；了解大数据平台搭建的步骤，了解大数据生态系统中的关键技术和工具。

2、ILO-2:理解并掌握大数据处理的基本流程，包括数据采集、存储、管理、分析和可视化；掌握大数据分析和挖掘的基本理论与技术，掌握至少一种大数据处理框架（如Hadoop、Spark）的使用和应用开发，培养学生分析与解决工程实践问题的能力；

3、ILO-3:掌握大数据项目的开发流程及和相关工具使用；掌握文献查阅、报告撰写、技术研讨的方法；通过大数据技术应用相关案例教学，培养学生的数据科学思维、“洞见”式分析推理能力、批判性思考能力，以及团队协作意识。

二、课程目标达成的途径与方法

课程主要以课堂教学与实验操作为主，结合课堂讨论、课外作业、小组大作业、期末测试等途径和方式来达成。具体课程目标的达成途径与方法如下表所示。

课程目标

达成途径与方法

ILO-1

课堂教学、课后作业、课堂测试和期末测试

ILO-2

课题教学、实验操作及实验报告

ILO-3

课堂教学、实验操作及实验报告

三、课程目标与相关毕业要求的对应关系

本课程支撑的毕业要求如下：

毕业要求2：问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析人工智能领域复杂工程问题，以获得有效结论。

毕业要求2-1：能够利用各种数学、自然科学和工程科学等知识对人工智能复杂工程问题进行识别和判断，并结合人工智能专业知识对问题进行有效分解。

毕业要求4：研究：能够基于人工智能科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

毕业要求4-2：能够基于人工智能科学原理和科学方法对复杂工程问题制定实验方案，构建实验系统进行实验。

毕业要求5：使用现代工具：能够针对人工智能复杂问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测和模拟，并能够理解其局限性。

毕业要求5-2：能够运用Python、C/C++等编程工具完成人工智能系统工程问题的模拟、仿真分析与预测。

课程目标对毕业要求的支撑关系如表1所示。

课程目标

课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）

毕业要求2-1

毕业要求4-2

毕业要求5-2

ILO-1

M

ILO-2

H

ILO-3

H

注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。

2.毕业要求应根据课程所在专业培养方案进行描述。

3.通识选修课程可不填写上表。

四、课程主要内容与基本要求

第1章：大数据概述

知识点：大数据的发展历程、基本概念、主要影响、应用领域；大数据的关键技术、计算模式和产业发展。

基本要求：了解大数据与云计算、物联网的概念及其与大数据之间的紧密关系。该部分是课程的理论基础，重点掌握大数据技术的基本概念和基本原理。结合目前的国家事件“第七次人口普查”激发学生对大数据相关事件的关注。

第2章：大数据处理框架Hadoop

知识点：Had